JP2023133122A - 耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板 - Google Patents

耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板 Download PDF

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正治 秦野
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Abstract

【課題】Ｓｉ含有量を１．０質量％超とし、鋼中に含有する特定成分の適正化を図るととも、鋼中に存在する介在物を制御し、鋼中における結晶粒の結晶方位を制御する耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供する。【解決手段】Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｏ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ、Ａｌ、ＮｂおよびＴｉ等を含有し、鋼板中のＣｒ、ＳｉおよびＭｏの各含有量、ならびにＮｂおよびＴｉの各含有量がそれぞれ所定の条件式を満足し、かつ、鋼板中に存在する析出物は、平均サイズが円相当径にして５．０μｍ以下であり、かつ、ステンレス鋼板の母材に占める前記析出物の面積率Ａが２．０％以下である、耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。【選択図】なし

Description

本発明は、耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板に関する。
従来、軟磁気特性に優れる金属材料として、パーマロイや電磁鋼板が用いられてきた。しかし、パーマロイはＮｉを多量に添加しており高価である。また、電磁鋼板は、耐食性を補うためＮｉメッキ処理しており、製造コストが高いという問題がある。これらを代替する金属材料としてＮｉを含有しないか、またはＮｉを含有しても少量であるフェライト系ステンレス鋼が認知されつつある。これまで、軟磁気特性および耐食性を兼備するフェライト系ステンレス鋼はＭｏの添加により耐食性を担保してきた。しかしながら、Ｍｏ等の合金元素は、高価であることから、安価な金属材料の提供には至っていなかった。
近時では、発明者らの鋭意研究の結果としてフェライト系ステンレス鋼板における、１．０質量％を超える量のＳｉの添加が、耐孔食性を向上させるのに有効であることがわかってきた。しかしながら、フェライト系ステンレス鋼板は、Ｓｉを多量に添加することで、ＣおよびＮが活性化し、炭窒化物等の析出を促進し軟磁気特性を低下させるという問題がある。また、鋼中にＭｏを多量に添加すること、または、鋼板表面にＮｉメッキを施すことは、フェライト系ステンレス鋼板を安価に製造するという目的に反することになる。したがって、耐孔食性を高めるためにＳｉを１．０質量％超える量を添加したフェライト系ステンレス鋼板では、安価でかつ耐孔食性と軟磁気特性との両方を備えることは難しいという問題点がある。
これまで、例えば、特許文献１は、Ｃ：０．０８～０．２０％、Ｃｒ：１１．５～１８．０％を含有するマルテンサイト系ステンレス鋼であって、組織中の炭化物密度が５×１０５個／ｍｍ２以上、フェライト粒径７μｍ以上であり、残留磁束密度Ｂｒ：０．９Ｔ以下、角形比：０．６５以下である磁性用ステンレス鋼を開示している。また、特許文献２は、Ｃ：０．０８～０．２０％、Ｃｒ：１１．５～１８．０％、Ｍｏ：０．０５～１．３０％またはＷ：０．０５～０．８０％を１種または２種含有するマルテンサイト系ステンレス鋼であり、最大透磁率μｍ１５００以上、０．２％耐力３０kgf/ｍｍ２以上である磁性用ステンレス鋼を開示している。また、特許文献３は、重量％で、Ｃが０．００５％未満、Ｓｉ：０．１～１．５％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．０４％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｃｒ：９．０～１７．０％、Ｎ：０．０２％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ａｌ：１．０％以下、Ｔｉ：１．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である鋼であって、これに温度範囲が８００～８５０℃および均熱時間が０～１０ｍｉｎの磁気焼鈍を施すことにより、最大透磁率μｍを１００００以上とした軟磁性ステンレス鋼を開示している。
また、特許文献４は、重量％で、Ｃ：０．０２％以下、Ｎ：０．０２％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｃｒ：９．０～１７．０％を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成を有し、所定の式で表される結晶面強度比Ｋが１０以上で、最大透磁率μｍａｘ：２０００emu以上を有する板厚２．０ｍｍ以下の軟磁性ステンレス鋼薄鋼板を開示している。また、特許文献５は、質量％で、Ｃ：０．０２～０．１５％，Ｓｉ：０．５～３．０％，Ｍｎ：２．０％以下，Ｓ：０．１～０．５％，Ｃｒ：１０～２２％，Ａｌ：０．０１～４．０％，Ｔｉ：０．５～１．５％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる快削軟磁性ステンレス鋼を開示している。また、特許文献６は、半硬質磁性材料で形成されたロータと当該ロータに及ぼす回転磁界を発生させるステータを備えたヒステリシスモータであって、励磁コイルとともに当該ヒステリシスモータのステータを構成するステータヨークが、Ｃ：０．０５質量％以下、Ｎ：０．０５質量％以下、Ｓｉ：３．０質量％以下、Ｍｎ：１．０質量％以下、Ｎｉ：１．０質量％以下、Ｐ：０．０４質量％以下、Ｓ：０．０１質量％以下、Ｃｒ：５．０～２０．０質量％、Ｔｉ：０．５質量％以下を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、
４．３×％Ｃｒ＋１９．１×％Ｓｉ＞４０．２・・式（１）
６４×％Ｓｉ＋３５×％Ｃｒ＋４８０×％Ｔｉ
≧２２１×％Ｃ＋２４７×％Ｎ＋４０×％Ｍｎ＋８０×％Ｎｉ＋４６０・・式（２）
ｔ≧０．２３÷ｆ１／２ ・・式（３）
式（１）及び（２）を満足する組成を有するとともに、使用周波数をｆ（ｋＨｚ）とするとき式（３）を満たす板厚ｔのＦｅ－Ｃｒ系軟磁性ステンレス鋼板で形成されているヒステリシスモータを開示している。
しかしながら、特許文献１～３はいずれも、炭窒化物に関する記載はあるが、その他の析出物に関する記載はなく、また、耐孔食性に関して記載されていない。また、特許文献４～６はいずれも、炭窒化物およびその他の析出物に関する記載はあるが、耐孔食性に関して記載されていない。したがって、１．０質量％超えのＳｉを含有したフェライト系ステンレス鋼板を、安価で、かつ、優れた耐孔食性および軟磁気特性の双方を備えることに関して考慮されていない問題点がある。
特開平０５-１７１３６９号公報 特開平０６-０１３２２０号公報 特開平１０-１７６２５０号公報 特開２０００-０６４０００号公報 特開２００６-１５２３５４号公報 特開２００９-０３８９０７号公報
そこで、本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、Ｓｉ含有量を１．０質量％超とし、鋼中に含有する特定成分の適正化を図るととも、鋼中に存在する介在物と、鋼中における結晶粒の結晶方位とを制御することによって、安価で、かつ、孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼を提供することである。
以下に、本発明の特徴を列記する。
（１）質量％で、
Ｃ：０．０２０％以下、
Ｓｉ：１．０％超２．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００３０％未満
Ｏ：０．００４０％未満
Ｃｒ：１５．５％以上２３．０％以下
Ｍｏ：０．５％以下、
Ｎ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．２０％以下、
Ｎｂ：０．３０％以下、および、
Ｔｉ：０．３０％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼板であって、
前記ステンレス鋼板中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴｉの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｎｂ｝および｛Ｔｉ｝で表すとき、
｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝および｛Ｍｏ｝が、下記（式１）の関係を満足するとともに、
｛Ｎｂ｝および｛Ｔｉ｝が、下記（式２）の関係を満足し、
前記ステンレス鋼板中に存在する析出物は、平均サイズが円相当径にして５．０μｍ以下であり、かつ、前記ステンレス鋼板の母材に占める前記析出物の面積率Ａが下記（式３）の関係を満足する、耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
（式１）：ＰＩ＝｛Ｃｒ｝＋２｛Ｓｉ｝＋３｛Ｍｏ｝≧１９．０
（式２）：０．１０≦（｛Ｎｂ｝＋｛Ｔｉ｝）≦０．３０
（式３）：Ａ≦２．０％
（２）前記ステンレス鋼板の圧延面と平行な面で結晶方位を測定するとき、ＲＤ面方位が＜１１０＞である結晶粒および＜１１２＞である結晶粒の合計の面積率Ｓ１が８０％以下であり、かつ、ＲＤ面方位が＜１１１＞である結晶粒の面積率Ｓ２が１０％以下である、（１）に記載の耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
（３）前記化学組成が、質量％で、
Ｂ：０．００５０％以下、
Ｎｉ：１．０％以下、
Ｃｕ：１．０％以下、
Ｖ：０．５０％以下、
Ｗ：０．５０％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１０％以下、
Ｚｒ：０．５０％以下、
Ｃｏ：０．５０％以下、
Ｇａ：０．１０％以下、
Ｌａ：０．１０％以下、
Ｙ：０．１０％以下、
Ｈｆ：０．１０％以下、および、
ＲＥＭ：０．１０％以下の群から選択される１種又は２種以上をさらに含有する、（１）または（２）に記載の耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
本発明は、鋼中のＳｉ含有量を１．０質量％超とし、鋼中に含有する特定成分の適正化を図るとともに、鋼中に存在する介在物と、鋼中における結晶粒の結晶方位とを制御することによって、安価で、かつ、耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板を提供することができる。
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明はこの発明における実施形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
本発明者らは、課題を解決するために、フェライト系ステンレス鋼板において、耐孔食性および軟磁気特性を改善する添加元素の作用効果について鋭意検討を行い、下記の新しい知見を得て本発明をなすに至った。
本発明のフェライト系ステンレス鋼板（以下、単に「ステンレス鋼板」と記す。）は、Ｃｒを主成分として含有し、金属組織としてはフェライト相を主体とする組織であり、以下に示す化学組成を有している。
さらに、本発明のステンレス鋼板は、多くの耐孔食性用途に使用される。例えば、フェライト系で軟磁気特性に優れていることから、ＥＶ自動車のリレー、モータ、シールドケースに用いられる。また、耐食性を兼備することで自動給水器、自動散水機、家庭用電化製品等の水を使用する環境も好適である。
従来は、軟磁気特性を向上させるために、Ｓｉ添加が有効であることは知られている。Ｓｉ添加の電磁鋼板は、一般に低い外部磁場であっても高い磁束密度が得られることから、電磁弁の鉄心等に広く利用されてきた。このように、普通鋼板に対するＳｉ添加は、軟磁気特性の向上にも有効であった。しかし、普通鋼板に対してＳｉを１％を超えて添加すると、Ｎ、Ｃの活量を向上させ、炭窒化物の析出を促進することがある。このような炭窒化物は、孔食起点となるために耐孔食性の低下に繋がった。また、炭窒化物は、磁壁移動をピンニングして軟磁気特性の低下にも繋がった。さらに、炭窒化物は、冷間圧延前の鋼板の結晶粒径を小さくし、かつ、軟磁気特性の低い結晶方位を有する結晶粒が生成されやすくなるという問題がある。このように、Ｓｉ添加するだけでは、軟磁気特性の向上には限定的であった。
そこで、ＣおよびＮを低減した高純度フェライト系ステンレス鋼板で、Ｍｏ添加鋼など既存材料からの安価化を意図してＳｉを添加した場合、所定の化学組成を含有し、熱間圧延からの最終の鋼板までの製造条件を制御することで、析出物の状態、生成される結晶粒の結晶方位を制御することで、耐食性、特に、耐孔食性と軟磁気特性の双方に優れたステンレス鋼板を得ることができる。
以下に、本発明のステンレス鋼板を具体的に説明する。
本発明のステンレス鋼板は、化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０２０％以下、
Ｓｉ：１．０％超２．５％以下、
Ｍｎ：１．０％以下、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．００３０％未満
Ｏ：０．００４０％未満
Ｃｒ：１５．５％以上２３．０％以下
Ｍｏ：０．５％以下、
Ｎ：０．０２０％以下、
Ａｌ：０．２０％以下、
Ｎｂ：０．３０％以下、
Ｔｉ：０．３０％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
（化学組成）
以下に、各必須添加元素の限定理由について説明する。なお、以下の化学組成の各成分の説明では、「質量％」を単に「％」として示す。
（Ｃ：０．０２０％以下）
Ｃ（炭素）は、ステンレス鋼中に不可避的に含有する元素である。しかし、母相に含有することで加工性と耐食性を低下させるため、Ｃ含有量は少ないほど良いし、また、その他の添加される金属と非磁性の炭化物を形成し、磁壁移動を妨げることで軟磁気特性を低下させることから、上限を０．０２０％以下とする。また、Ｃ含有量を、好ましくは０．０５％以下にすることで、さらに、耐食性として特に耐孔食性を向上させることができる。一方、Ｃは侵入型固溶元素であり、結晶粒界への偏析傾向も大きい元素であり結晶粒界の強化にも寄与するには下限を０．００１％以上とすることが好ましい。
（Ｓｉ：１．０％超２．５％以下）
Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸するのに有効な元素であり、耐酸化性を向上させる。また、硬度を高くし、機械的強度の向上に貢献する。さらに、耐食性、特に、塩水などの中性環境下における耐孔食性を向上させることができる。また、電気抵抗率を増大させることから、鉄損を低減して軟磁気特性を向上させる。したがって、Ｓｉの添加は、下限は少なくとも１．０％超えとする。一方、Ｓｉは、固溶強化元素として作用し、加工性の低下や溶接性の低下を招くほか、過度な添加は析出物の形成を促進して軟磁気特性の低下に繋がるため、上限を２．５％以下とする。それぞれの効果と製造性を考慮して、Ｓｉ含有量は、好ましくは１．０％超２．０％以下とする。
（Ｍｎ：１．０％以下）
Ｍｎ（マンガン）は、脱酸元素でＯ（酸素）の固定で有効な元素である。一方、ＭｎＳ硫化物を形成し腐食の起点になることがあり、また、Ｍｎは、フェライト相を不安定化しマルテンサイト相を形成し、軟磁気特性および耐酸化性の低下を招くため、Ｍｎ含有量の上限を１．０％以下とする。一方、Ｍｎは、母相中のＯ（酸素）の脱酸やＳ(硫黄)の硫化物にすることでＳの固定の作用を確保するために、Ｍｎ含有量は、下限を０．０１％以上とすることが好ましい。Ｍｎ含有量は、上記の効果と製造コストを考慮して０．０５～０．５％とすることがより好ましい。
（Ｐ：０．０４０％以下）
Ｐ（リン）は、ステンレス鋼中に不可避的に含有する元素である。Ｐは、形成するリン化物が軟磁気特性を低下させるほか、加工性や溶接性を阻害する元素であるため、Ｐ含有量は少ないほど良いため、Ｐ含有量の上限を０．０４０％以下とする。ただし、Ｐの過度の低減は、精錬コストの増加に繋がるため、Ｐ含有量の下限を０．００５％以上とすることが好ましい。Ｐ含有量のより好ましい範囲は、製造コストを考慮して０．０１０～０．０３０％とする。
（Ｓ：０．００３０％以下）
Ｓ（硫黄）は、ステンレス鋼中に不可避的に含有する元素である。Ｓは、形成する硫化物が軟磁気特性を低下させる元素であり、また、結晶粒界に偏析し、熱間加工性や耐食性、特に耐候性を低下させる傾向があることから、Ｓ含有量は少ないほど良く、Ｓ含有量の上限を０．００３０％以下とする。ただし、Ｓの過度の低減は、原料及び精錬コストの増加に繋がるため、Ｓ含有量の下限を０．０００１％以上とすることが好ましい。Ｓ含有量のより好ましい範囲は、脆化の抑制や製造コストを考慮して０．００１０～０．００２０％とする。
（Ｏ：０．００４０％未満）
Ｏ（酸素）は、ステンレス鋼板中に不可避的に含有する元素である。他の添加元素と酸化物を形成し、磁壁移動を妨げるサイトとなることから、軟磁気特性を劣化させる好ましくない元素である。また、形成された酸化物は、加工性、靭性等の機械的特性を低下させることから、Ｏの含有量は０．００４０％未満にし、好ましくは０．００３５％以下にする。さらに好ましいＯ含有量は０．００１０％以下である。しかし、Ｏの過度の低減は、原料及び精錬コストの増加に繋がるため、下限を０．０００１％以上とすることが好ましい。
（Ｃｒ：１５．５％以上２３．０％以下）
Ｃｒ(クロム)は、本発明のフェライト系ステンレス鋼の基本元素であり、耐食性、特に耐候性や耐酸化性を確保するために必須の元素である。Ｃｒは、Ｓｉと同様にマルテンサイトの生成を抑制し、軟磁気特性を向上させる有効成分である。このような作用は、Ｃｒを１５．５％以上含有させることで発揮することができる。しかし、２３．０％を超えるＣｒの添加は、飽和磁束密度を低下させるとともに、硬度が高くなり加工性を劣化させる。このため、Ｃｒ含有量は１５．５％以上２３．０％以下とする。これらの効果をより一層発揮させるには、Ｃｒ含有量を１６．０～２０．０％とすることが好ましい。
（Ｍｏ：０．５％以下）
Ｍｏ（モリブデン）は、ＮｉやＣｕと同様に耐食性、耐酸化性に加えて、耐候性を得るために有効な元素である。特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する耐孔食性に効果がある。Ｍｏ含有量は、それぞれの効果が発現するために、Ｍｏは０．１０％以上とすることが好ましい。ただし、過度な含有量は、合金コストの上昇と熱間加工及び冷間加工の製造性を阻害するため、Ｍｏ含有量の上限は、０．５％以下とする。
（Ｎ：０．０２０％以下）
Ｎ（窒素）は、ステンレス鋼板中に不可避的に含有する元素である。Ｎは、Ｃと同様に加工性と耐食性を低下させるため、Ｎ含有量は少ないほど良い。さらに、Ｎは、他の添加元素と窒化物を形成し軟磁気特性を低下させることから、Ｎ含有量の上限を０．０２０％以下とする。ただし、Ｎの過度の低減は、精錬コストの増加に繋がるため、Ｎ含有量の下限を０．００１％とすることが好ましい。また、Ｎは、Ｃと同様に侵入型固溶元素であるものの、結晶粒界への偏析傾向は小さく、結晶粒界の強化に殆ど寄与せず、本発明の目標とする腐食における鋭敏化することから、Ｎ含有量の好ましい範囲は、性能と製造コストを考慮して０．００５～０．０１５％とする。
（Ａｌ：０．２０％以下）
Ａｌ（アルミニウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。一方、鋼の靭性や溶接性の低下を招くため、Ａｌ含有量の上限を０．２０％以下とする。Ａｌは、特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。しかし、酸化物が多くなると磁壁移動を妨げて軟磁気特性を低下させ、かつ、腐食の起点となり耐孔食性を低下させる元素であるが、Ａｌ含有量が０．２０％以下であれば、軟磁気特性の低下や耐孔食性の低下は生じない。また、Ａｌ含有量の下限は、脱酸効果を考慮して０．０１％以上とすることが好ましく、製造性と性能を考慮して、Ａｌ含有量は０．０１～０．１０％とすることが好適である。
（Ｎｂ：０．３０％以下）
Ｎｂ（ニオブ）は、ＣおよびＮを固定する作用により、加工性及び耐食性に有効な元素である。しかし、炭窒化物を形成し、磁壁移動を妨げて軟磁気特性を低下させることから、Ｎｂ含有量は、０．３０％以下とする。Ｎｂ含有量は、それぞれその効果が発現する０．０１％以上とすることが好ましい。Ｎｂ含有量の好ましい範囲は、それぞれの効果と合金コストおよび製造性を考慮して、０．０１～０．２５％とする。
（Ｔｉ：０．３０％以下）
Ｔｉ（チタン）は、Ｎｂと同様に、ＣおよびＮを固定する作用により、加工性及び耐食性に有効な元素である。しかし、炭窒化物を形成し、磁壁移動を妨げて軟磁気特性を低下させることから、Ｔｉ含有量は、０．３０％以下とする。Ｔｉ含有量は、それぞれその効果が発現する０．０１％以上とすることが好ましい。Ｔｉ含有量の好ましい範囲は、それぞれの効果と合金コストおよび製造性を考慮して、０．０１～０．２５％とする。
また、本発明のステンレス鋼板は、必要に応じて、以下に示す任意添加元素をさらに添加することができる。
（Ｂ：０．００５０％以下）
Ｂ（ホウ素）は、熱間加工性や耐二次加工脆性を向上させる元素であり、ステンレス鋼への添加は有効である。Ｂの含有量は、これらの効果を発現する０．０００５０％以上とすることが好ましい。しかし、Ｂ含有量が多くなると、伸びの低下、疲労強度の低下をもたらすため、上限を０．００５０％とする。好ましくは、材料コストや加工性を考慮して０．０００５～０．００２０％とする。
（Ｎｉ：１．０％以下）
Ｎｉ（ニッケル）は、耐食性に有効な元素であり、すき間腐食における耐候性に対して効果がある。本発明のステンレス鋼は、耐孔食性を得るには、Ｎｉ含有量は０．０３％超とすることが好ましい。一方、Ｎｉ含有量が１．０％超えだと、フェライト相を不安定化して軟磁気特性の低下、合金コストの上昇や材料強度の上昇による加工性の低下を招くため、Ｎｉ含有量の上限は１．０％とする。Ｎｉ含有量の好ましい範囲は、性能と合金コストを考慮して、０．８％以下とする。
（Ｃｕ：１．０％以下）
Ｃｕ（銅）は、耐食性に有効な元素であり、加工性および耐孔食性を得るために好適な元素である。特に、低ｐＨ環境下における孔食の進行を抑制する耐孔食性に効果がある。本発明のステンレス鋼は、Ｐ偏析を遅延させて加工性を得るには、Ｃｕ含有量は０．０３％超とすることが好ましい。一方、Ｃｕ含有量が１．０％超えだと、フェライト相を不安定化し軟磁気特性の低下、合金コストの上昇や材料強度の上昇による加工性の低下を招くため、Ｃｕ含有量の上限は１．０％とする。Ｃｕ含有量の好ましい範囲は、性能と合金コストを考慮して、０．０５～０．５％、とする。
（Ｖ：０．５０％以下）
Ｖ（バナジウム）は、耐食性の改善に有効な元素である。特に、炭窒化物の生成により固溶ＣおよびＮの低減させることで、高純度フェライト系ステンレス鋼の耐食性と軟磁気特性の改善に寄与することから必要に応じて添加する。Ｖの含有量は、それぞれその効果が発現する０．０１％以上とすることが好ましい。それぞれの含有量が０．５０％超えだと、合金コストの上昇や製造性の低下に繋がる他、過度な析出物による軟磁気特性の低下を招くため、それぞれの含有量の上限を０．５０％以下とする。それぞれの含有量の好ましい範囲は、加工性及び製造性と合金コストを考慮して、０．０２～０．３０％である。
（Ｗ：０．５０％以下）
Ｗは、耐食性の改善にも有効な元素であり、鋼中に固溶して耐食性の改善に寄与することから、必要に応じて添加する。添加する場合は、それぞれその効果が発現する０．０１％以上とする。過度な添加は合金コストの上昇や製造性の低下に繋がり、特に、０．５％超の添加は、固溶強化と析出強化により硬質化と伸びの低下を招くため、上限を０．５０％以下とする。好ましい範囲は、性能及び製造性と合金コストを考慮して、０．０２～０．３％である。
（Ｃｏ、Ｚｒ：いずれも０．５０％以下）
Ｃｏ（コバルト）、Ｚｒ（ジルコニウム）は、鋼の清浄度を向上させて軟磁気特性および耐二次加工脆性を得るために有効な元素であり、必要に応じて添加する。添加する場合は、それぞれその効果が発現する０．０１％以上とする。過度な添加は合金コストの上昇や製造性の低下に繋がるため、上限を０．５０％とする。好ましい範囲は、性能及び製造性と合金コストを考慮して、０．０２～０．３％である。
（Ｃａ：０．０１０％以下）
Ｃａ（カルシウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。さらに、熱間加工性やステンレス鋼の清浄度を向上させる元素であり、必要に応じて添加する。Ｃａの含有量は、それぞれの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｃａの含有量が０．０１０％超えると、酸化物・硫化物を形成し磁壁移動を妨げて軟磁気特性を低下させ、かつ、形成される硫化物が水溶性であることから耐孔食性の低下に繋がるため、Ｃａの含有量の上限を０．０１０％とする。好ましくは、製造性や耐酸化性を考慮して０．００９％以下とする。
（Ｍｇ：０．０１０％以下）
Ｍｇ（マグネシウム）は、脱酸元素として極めて有効な元素である。特に、Ｓｉとともに酸化物を形成し、母相中のＯ（酸素）を低減する。さらに、熱間加工性やステンレス鋼の清浄度を向上させる元素であり、必要に応じて添加する。Ｍｇの含有量は、それぞれの効果を発現する０．０００３％以上とすることが好ましい。しかし、Ｍｇは、製造性の低下、および酸化物・硫化物が多く形成されて耐食性・耐孔食性の低下に繋がる。また、酸化物・硫化物を形成し磁壁移動を妨げて軟磁気特性を低下させるため、Ｍｇの含有量の上限を０．０１０％とする。好ましくは、製造性や耐酸化性を考慮して０．００９％以下とする。
（Ｇａ：０．１０％以下）
Ｇａ（ガリウム）は、熱間加工性や鋼の清浄度を向上させ、耐酸化性や熱間加工性を著しく向上させる効果を持つため、必要に応じて添加する。それらの含有量は、それぞれその効果が発現する０．００１％以上とする。しかし、Ｇａは、酸化物を容易に形成することで磁壁移動を妨げて軟磁気特性を低下させ、かつ、合金コストの上昇と製造性の低下に繋がるだけであるため、上限を０．１０％以下とする。好ましくは、効果と経済性および製造性を考慮して、少なくとも１種以上で０．００１～０．０５０％とする。
（Ｙ、Ｈｆ、Ｌａ、ＲＥＭ：いずれも０．１０％以下）
Ｙ（イットリウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｌａ（ランタン）、ＲＥＭ（希土類元素）は、熱間加工性や鋼の清浄度を向上させ、耐酸化性や熱間加工性を著しく向上させる効果を持つため、必要に応じて添加する。それらの含有量は、それぞれその効果が発現する０．００１％以上とする。しかし、Ｌａ、Ｙ、Ｈｆ、ＲＥＭは、酸化物を容易に形成することで磁壁移動を妨げて軟磁気特性を低下させ、かつ、合金コストの上昇と製造性の低下に繋がるだけであるため、Ｙ、Ｈｆ、Ｌａ、ＲＥＭの各含有量の上限をそれぞれ０．１０％以下とする。好ましくは、効果と経済性および製造性を考慮して、少なくとも１種以上で０．００１～０．０５０％とする。
ＲＥＭは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ等のランタノイド系列、アクチノイド系列の希土類金属及びこれらの複合した金属を示している。
（残部はＦｅおよび不可避的不純物）
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなり、不可避的不純物としては、例えばＡｓ及びＳｂなどが挙げられるが、ここで不可避的不純物とは、ステンレス鋼を工業的に製造する際に、鉱石、スクラップ等の原料、製造工程の種々の要因によって混入する成分であって、本発明に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
さらに、本発明のステンレス鋼板は、ステンレス鋼板中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴｉの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｎｂ｝および｛Ｔｉ｝で表すとき、｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝および｛Ｍｏ｝が、下記（式１）の関係を満足するとともに、｛Ｎｂ｝および｛Ｔｉ｝が、下記（式２）の関係を満足し、前記ステンレス鋼板中に存在する析出物は、平均サイズが円相当径にして５．０μｍ以下であり、かつ、前記ステンレス鋼板の母材に占める前記析出物の面積率Ａが下記（式３）の関係を満足する。
（式１）：ＰＩ＝｛Ｃｒ｝＋２｛Ｓｉ｝＋３｛Ｍｏ｝≧１９．０
（式２）：０．１０≦（｛Ｎｂ｝＋｛Ｔｉ｝）≦０．３０
（式３）：Ａ≦２．０％
（（式１）について）
さらに、本発明のフェライト鋼板は、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｍｏの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝で表すとき、（式１）の関係を満足する。
（式１）：｛Ｃｒ｝＋２｛Ｓｉ｝＋３｛Ｍｏ｝≧１９．０
Ｃｒを含有するステンレス鋼板は、塩素イオン等のハロゲン系イオンを含む環境で起こる腐食で、塩素イオン等の作用により不働態皮膜が局部的に破壊され、その部分が優先破壊されることにより孔食が進行する。この孔食は、ステンレス鋼板が含有する元素によって腐食の進行が大きく変動する。一般に、ステンレス鋼板の耐孔食性の指標として孔食指数（ＰＩ＝Ｃｒ＋３Ｍｏ）が知られている。本発明のステンレス鋼板は、孔食指数（ＰＩ）としてＳｉの効果を新たに見出して得られた（式１）を満足している。
本発明のステンレス鋼板は、耐孔食性を評価できる手法として孔食電位測定を採用し、含有する添加元素のうち、多くの添加元素を測定し、ＣｒとＭｏに加えて、特に効果が見出されたＳｉに着目して、その各含有量｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝および｛Ｍｏ｝の影響について検討した。孔食電位測定はＪＩＳ Ｇ ０５７７に準拠して行い、３０℃の３．５質量％ＮａＣｌ水溶液中における電流値が１００μＡ／ｃｍ２を超える電位を孔食電位Ｖ‘c１００と定めた。本発明のステンレス鋼板において、１．０％を超える｛Ｓｉ｝を含有する場合には、｛Ｃｒ｝の増加はもとより｛Ｓｉ｝の増加によっても耐孔食性が向上し、その効果は｛Ｃｒ｝の２倍であることを知見した。この効果が生じるメカニズムは、必ずしも明らかではないが、不働態皮膜の分析から、皮膜内層および鋼界面に生成するＳｉの酸化物がハロゲンイオンによる不働態皮膜の破壊を抑制する作用を発現したものと推察している。さらに、１．０％を超えてＳｉを添加した場合においても、｛Ｍｏ｝を含有する場合には、その効果は｛Ｃｒ｝の３倍あることを知見した。したがって、本発明のステンレス鋼板は、孔食指数（ＰＩ）として、ＰＩ＝｛Ｃｒ｝＋２｛Ｓｉ｝＋３｛Ｍｏ｝と表している。
さらに、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（１９Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板）、ＳＵＳ４４３Ｊ１（２１Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板）とＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ－８Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼板）と孔食電位Ｖ‘ｃ１００を比較した。本発明のステンレス鋼板の（式１）をＰＩ≧１９．０にすることで、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ（１９Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板）と同等の孔食電位０．２０Ｖとすることができた。また、本発明のステンレス鋼板をＰＩ≧２１．０にすることで、ＳＵＳ４４３Ｊ１（２１Ｃｒフェライト系ステンレス鋼板）とＳＵＳ３０４（１８Ｃｒ－８Ｎｉオーステナイト系ステンレス鋼板）と同等の孔食電位０．３０Ｖとすることができた。そこで、本発明のステンレス鋼板の孔食指数（ＰＩ）を１９．０以上とした。
また、本発明のステンレス鋼板における孔食指数（ＰＩ）が２５．０を超えると、鋼中のＳｉ含有量｛Ｓｉ｝が多くなりすぎる傾向があるため、引張強度および硬度が高くなりすぎて加工性が低下する他、過度な析出物の形成により軟磁気特性が低下する不利益がある。また、同様に、鋼中のＭｏ含有量｛Ｍｏ｝が大きくなると、原材料費が高くなるという不利益がある。このため、孔食指数（ＰＩ）の上限は２５．０とすることが好ましい。
（（式２）について）
さらに、本発明のフェライト鋼板は、ステンレス鋼板中のＮｂ、Ｔｉの各含有量を、それぞれ｛Ｎｂ｝、｛Ｔｉ｝で表すとき、（式２）の関係を満足する。
（式２）：０．１０≦（｛Ｎｂ｝＋｛Ｔｉ｝）≦０．３０
Ｎｂ（ニオブ）およびＴｉ（チタン）は、ともにＣおよびＮを固定する安定化元素の作用により、加工性及び耐粒界腐食性における耐食性を抑えて、金属組織の改善にも有効な元素である。添加する場合は、それぞれその効果が発現するため、ステンレス鋼板中に含有するＮｂおよびＴｉの含有量を（合計）で０．１０％以上とする。また、ＮｂおよびＴｉは、ＣおよびＮの酸化物、窒化物を形成することで、ステンレス鋼の軟磁気特性の低下を抑えることができる。しかし、ＮｂおよびＴｉが過剰にあると、多量に生成される酸化物、窒化物が、磁壁移動のピンニングサイトになり、保磁力と磁束密度の軟磁気特性を低下させる。また、ＮｂおよびＴｉの過度な添加は合金コストの上昇や再結晶温度上昇に伴う製造性の低下にも繋がるため、ＮｂおよびＴｉの含有量の上限を合計で０．３０％以下とする。さらに、ＮｂおよびＴｉの過度の添加は、製造時における表面品質の低下を招くことがある。したがって、ＮｂおよびＴｉの合計含有量の好ましい範囲は、効果と合金コストおよび製造性を考慮して、０．１５～０．２５％とすることが好ましい。
（（式３）について）
さらに、本発明のフェライト鋼板は、鋼板中に存在する析出物が平均サイズが円相当径にして５．０μｍ以下であり、かつ、ステンレス鋼板の母材に占める析出物の面積率Ａが（式３）の関係を満足する。
（式３）：Ａ≦２．０％
さらに、本発明のステンレス鋼板において、酸化物、硫化物（例えば、ＭｎＳ）、炭窒化物（例えば、（Ｎｂ、Ｔｉ）Ｃ、Ｍ２３Ｃ６型の炭化物、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ），（Ｎｂ、Ｔｉ）（Ｃ，Ｎ）等の炭窒化物等）、リン化物（例えば、ＦｅＴｉＰ等）、および、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｆｅ等を含む合金相（例えば、Ｆｅ２Ｎｂ等）から形成される析出物が生成される。これら析出物は、磁壁移動を妨げるピンニングサイトになり、軟磁気特性を低下させる。さらに、このピンニングサイトの効果は、析出物の大きさと面積率に影響される。したがって、本発明のステンレス鋼板では、鋼板中に存在する析出物が平均サイズが円相当径にして５．０μｍ以下であり、かつ、ステンレス鋼板の母材に占める析出物の面積率Ａが（式３）の関係を満足する。これによって、析出物による軟磁気特性の低下を抑制することができる。
析出物は、円相当径、面積率を以下のように測定した。
圧延面を化学エッチングした後、光学顕微鏡を用いて、０．１μｍ以上の析出物を抽出した。抽出した析出物は、ＪＩＳ Ｇ ０５５５（鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法）に準拠して以下の３区分に分け、平均サイズ(観察数ｎ＝１０)を円相当径として求めた。
その後、各区分の面積率は、「(各区分の析出物の計測数)×(円相当径から求めた面積)／(観察視野面積)×１００」として表している。
さらに、析出物は、光学顕微鏡で観察した析出物の形状、および析出物の組成分析の結果から、以下の３種類に分類した。
(１)Ａ系析出物(硫化物系)：先端が丸いまたは鋭い、アスペクト比が３以上の析出物。ＪＩＳ Ｇ ０５５５（附属書Ａ（規定）グループＡ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＤＳ介在物の標準図）規格のグループＡ，Ｃに相当する。
(２)Ｂ系析出物(酸化物系、炭窒化物系)：変形せず、角張っており、アスペクト比が３未満の析出物。ＪＩＳ規格のグループＢ、Ｄに相当する。
(３)Ｃ系析出物(リン化物系、Ｎｂ、Ｔｉを含む合金相)：円形または円形に近い、アスペクト比が３未満の析出物。ＪＩＳ規格のグループＤＳ(個別介在物)に相当する。
ここで、析出物の面積率Ａは、Ａ系析出物の面積率Ａ１と、Ｂ系析出物の面積率Ａ２と、Ｃ系析出物の面積率Ａ３との合計を表している。
析出物は、その平均サイズを円相当径として求める。ここで、「円相当径」とは、画像などに描画されている図形の面積に相当する、真円の直径のことである。これにより、複数の複雑な図形を比較する際の便宜的な数値として用いられる円相当径を５．０μｍ以下にすることで、磁壁移動を妨げることが少なくなる。同様に、析出物の円相当径を５．０μｍ以下にすることで、析出物が孔食の起点となるのを抑制させることができる。また、析出物の平均サイズの下限値は、測定装置の検出限界等の理由から、円相当径にして０．０１μｍとする。
また、析出物の面積率Ａを（式３）に示されるように、２．０％以下にする。面積率が２．０％を超えると、磁壁移動を妨げるピンニングサイトが増加し、軟磁気特性が低下する。したがって、面積率Ａを２．０％以下にすることで、磁壁移動を妨げることがなく、軟磁気特性の低下を抑えることができる。
なお、このときに、析出物を形状により分類している。しかし、析出物は形状により分類したＡ系析出物(硫化物系)、Ｂ系析出物(酸化物系、炭窒化物系)、Ｃ系析出物(リン化物系、Ｎｂ、Ｔｉを含む合金相)のいずれも鋼板に影響するほどの磁気特性は有しておらず、ピンニングサイトとしての作用は同等であった。したがって、析出物は、円相当径を５．０μｍ以下、面積率Ａを２．０％以下にすることで、優れた軟磁気特性を得られることが分かった。
（表面の結晶方位）
さらに、本発明のステンレス鋼板は、圧延面と平行な面で結晶方位を測定するとき、ＲＤ面方位が＜１１０＞である結晶粒と、ＲＤ面方位が＜１１２＞である結晶粒の合計の面積率Ｓ１が８０％以下であり、かつ、ＲＤ面方位が＜１１１＞である結晶粒の面積率Ｓ２が１０％以下であることが好ましい。なお、結晶粒の面積率Ｓ１と面積率Ｓ２と、ＲＤ面方位が＜１００＞である結晶粒を含む面積率Ｓ３、および、これら以外のすべてのＲＤ面方位が＜２１０＞等の高次な方位である結晶粒の面積率Ｓ４との合計で１００％とする。
結晶方位は、以下のように測定する。
試料は、鋼板の幅中央部から長さおよび幅が、１０ｍｍＬ×１０ｍｍＷの板を切り出し、板厚が半分となるように圧延面から減厚した。その後、圧延面をコロイダルシリカ仕上とし、減厚面(圧延平行面)を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）と組み合わせて、電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ：Electron BackScatter Diffraction）法で測定した。
また、特定の結晶方位を有する結晶粒の面積率は、ＯＩＭソフト（株式会社ＴＳＬソリューションズ製）を用いて以下のように測定する。上記の装置を用いて測定した各測定点の方位を、位置に応じて色分けして図示し、ＩＰＦ（Inverse Pole Figure）マップを得る。このときに、各方位との角度差が、許容角度（Tolerance Angle）を１５°以下の結晶粒が測定視野の面積に占める割合を、一つの結晶方位を有する結晶粒の面積率として算出した。
また、軟磁気特性は、以下のように測定する。
鋼板の幅中央部から外径φ４５ｍｍ×内径Φ３３ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの試験片を放電加工にて切り出した。その後、試験片に、一次巻き線を１００回、二次巻き線を１００回巻き付け、Ｂ－Ｈトレーサーを用いたリング試験に供した。この時の、外部磁場は最大で１０００エルステッド（Ｏｅ）まで印加し、初磁化曲線から１０００エルステッド（Ｏｅ）時における磁束密度（Ｂ１：ガウス（Ｇ））と、Ｂ－Ｈ曲線から保磁力（Ｈｃ（エルステッド：Ｏｅ））とを測定した。
フェライト系ステンレス鋼は、＜１１１＞方位が磁化困難軸であり、＜１００＞方位が磁化容易軸である。その他の結晶方位は、磁化の容易性がこれらの間にある。したがって、実際にどの方向で使用するかにもよるが、圧延面と平行な面で結晶方位を測定するとき、磁化困難軸である＜１１１＞方位を抑制して、保磁力を小さくし、磁束密度を高くすることができるステンレス鋼が望ましい。しかし、Ｓｉを含有するフェライト系ステンレス鋼は通常の製造条件で鋼板とした場合、圧延安定方位である＜１１０＞方位を有する結晶粒と、＜１１１＞方位を有する結晶粒とを形成しやすく、軟磁気特性の向上効果を十分に得られない。
本発明のステンレス鋼は、化学組成および製造条件を制御することで、ＲＤ面方位が＜１１０＞である結晶粒とＲＤ面方位が＜１１２＞である結晶粒の合計の面積率Ｓ１を８０％以下とし、かつ、ＲＤ面方位が＜１１１＞である結晶粒の面積率Ｓ２を１０％以下と小さくなるようにする。
これによって、保磁力を１．００エルステッド（Ｏｅ）以下にすることができ、外部磁場の変化に追従することが可能になる。外部磁場の変化に追従するために、０．８５エルステッド（Ｏｅ）以下に小さくすることが好ましい。また、面積率Ｓ１を８０％以下にし、かつ、面積率Ｓ２が１０％以下にすることで、測定の外部磁場１０００エルステッド（Ｏｅ）時における磁束密度（Ｂ１）を、１８００ガウス（Ｇ）以上、好ましくは２０００ガウス（Ｇ）以上にすることができる。
上述した化学組成を有する本発明のステンレス鋼板の製造方法について説明する。本実施形態のステンレス鋼板の製造方法は、例えば、製鋼－熱間圧延－熱延板焼鈍－酸洗－冷間圧延－冷延板焼鈍の工程を含む。この製造工程において、以下に示す条件で熱間圧延後の巻取り、次に、熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延及び冷延板焼鈍を施し、その後、磁気焼鈍を施すことで、耐孔食性および軟磁気特性に優れたステンレス鋼板が得られる。
熱延板焼鈍、冷延板焼鈍および磁気焼鈍は、いずれもバッチ式焼鈍でも連続式焼鈍であってもよい。また、各焼鈍の雰囲気は、必要であれば水素ガスあるいは窒素ガスなどの無酸化雰囲気で焼鈍する光輝焼鈍でもよく、大気中で焼鈍でもよい。冷延板焼鈍後は、ソルト処理、酸洗、電解酸洗等を行ってもよい。また、これらの他に、本発明の効果を損なわない範囲で、例えば、冷延板焼鈍後に、形状矯正のためのテンションレベラー工程を実施してもよい。本発明のステンレス鋼板は、特に磁気特性を要求される用途に好適に使用できる。その場合、部品への加工後に磁気焼鈍を施すことで磁気特性に優れた製品を得ることができる。本発明のステンレス鋼は、モーターコア等のモーター部品、リレーや電磁弁、さらにそれらのコア、ヨーク、コネクタやハウジングなどに好適に用いることができる。このために、冷延板焼鈍後に、利用する用途に合わせて、切削加工、放電加工等の成形加工後に、磁気焼鈍を行う。
本発明のステンレス鋼板では、上記の化学組成を満足すれば通常のプロセス条件で製造しても本発明の目標とする耐孔食性および軟磁気特性を確保することも可能であるが、好適な金属組織の要件を満たすために、以下のように製造することが好ましい。
熱間圧延工程における仕上温度は、一般的な範囲内であってよく、９００℃以上で行う。巻取温度は、必要に応じて３００℃～９００℃の範囲で設定すればよいが、本発明のステンレス鋼では５００℃以下にし、仕上－巻取間の冷却速度を２０℃／秒以上にする。これによって、析出物の過剰な析出を抑えることができる。
次に、熱間加工後は、９００℃以上で、好ましくは９２０℃～１０００℃で熱延板焼鈍を行う。加熱時間は特に限定しないが、再結晶完了の観点から１０秒～１２０秒とすることが好ましい。
次に、冷間圧延工程は、ゼンジミアミル、タンデムミルのいずれで圧延してもよい。冷間圧延においては、ロール粗度、ロール径、圧延油、圧延パス回数、圧延速度、圧延温度などは一般的な範囲内で適宜選択すればよい。冷間圧延の途中に中間焼鈍を入れてもよい。
冷間圧延後に冷延板焼鈍を行うが、焼鈍温度は、加工ひずみを除去するために９００℃以上であって、結晶粒の成長を抑制させるために９５０℃以下とする。特に、均熱温度は９００℃～９５０℃とする。冷延板焼鈍の温度が９００℃未満であると再結晶が不十分となるおそれがある。また冷延板焼鈍の温度が９５０℃超であると結晶粒の成長抑制が不十分となるおそれがある。冷延板焼鈍における加熱時間は特に限定しないが、再結晶促進の観点から１０秒～１２０秒とすることが好ましい。
さらに、磁気焼鈍の条件は、適用製品、用途等に応じて適宜決定すればよいが、磁気焼鈍は加熱温度が９００℃以上で、好ましくは９５０℃以下とする。加熱時間を１～１０時間で行うことが望ましく、より好ましくは加熱時間を１～３時間とすることが望ましい。このような磁気焼鈍を行うことで、加工歪みの除去及び結晶粒の粗大化が起こり、磁気特性が良好となり、磁束密度Ｂ１、保磁力を向上させることができる。
以上説明したように、熱延板焼鈍、冷延板焼鈍、これら焼鈍後に行う磁気焼鈍は、９００℃以上で実施することが好ましい。
このときに、析出物の円相当径を５．０μｍ以下にするには、熱間圧延は８．０ｍｍ以下の板厚になるように行う。これにより、同時に、析出物の面積率Ａを２．０％以下にすることができる。さらに、熱間圧延は５．０ｍｍ以下の板厚になるように行うことで、ＲＤ面方位が＜１１１＞である結晶粒の面積率Ｓ２が１０％以下に抑えることができる。また、本実施形態のステンレス鋼板の製造方法によって、保磁力０．８５エルステッド以下で、磁束密度（Ｂ１）が１８００ガウス(Ｇ)以上であって、孔食電位が０．２０Ｖ以上のステンレス鋼板を得ることができる。
本発明を以下の実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。
表１は、実施例１～１３、比較例１～７に用いた鋼種Ａ～Ｋにおける必須添加元素及び一部では任意添加元素の含有量を示している。
Figure 2023133122000001
表２は、表１に示す化学組成（質量％）を有するフェライト系ステンレス鋼を溶製し、加熱温度８００℃～１０５０℃の範囲で熱間圧延を行い、１５～６０℃／ｓの冷却速度で、巻取温度３００℃～６００℃の範囲で巻取り、３．５ｍｍ～８．０ｍｍの範囲の厚さの熱延鋼板を製造した後、９００℃以上で熱延板焼鈍、酸洗を行った。その後、冷間圧延を行い、９５０℃以下で冷延板焼鈍を行い、その後酸洗をした。次に、９５０℃または、１１５０℃で磁気焼鈍を行った。それぞれ実施例１～１３、比較例１～７の製造条件を以下に示している。
Figure 2023133122000002
以下、実施例１～１３、比較例１～７の特性を評価した。
表３は、本発明のステンレス鋼の特性として、耐孔食性に関する（式１）の左辺の値、また、（式２)の中央の値、析出物の平均の円相当径、析出物の面積率Ａおよび各Ａ系、Ｂ系、Ｃ系析出物の面積率Ａ１、Ａ２、Ａ３、および圧延方向に平行な結晶方位それぞれの面積率Ｓ１、面積率Ｓ２、面積率Ｓ３をを評価した。
耐孔食性に関する（式１）の左辺の値、析出物の評価に関する（式２)の中央の値は、表１に示す鋼種ごとに化学組成により計算して求めた。
析出物は、以下のように測定した。
試料となるステンレス鋼板の幅中央部から長さおよび幅が、１０ｍｍＬ×１０ｍｍＷの板を切り出し、板厚中心部まで圧延面から減厚した。圧延面を化学エッチングした後、光学顕微鏡を用いて、０．１μｍ以上の析出物を観察した。
析出物は、ＪＩＳ Ｇ ０５５５（鋼の非金属介在物の顕微鏡試験方法）に準拠して以下の３区分に分離し、平均サイズ(観察数１０)を円相当径として求めた。
析出物は、サイズとは円相当径として求める。円相当径とは、画像などに描画されている図形の面積に相当する、真円の直径のことである。
各区分の面積率は、「(各区分の計測数)×(円相当径から求めた面積)／(観察視野面積)×１００」として表している。
析出物は、光学顕微鏡観察により、その形状により、Ａ系析出物(硫化物系)、Ｂ系析出物(酸化物系、炭窒化物系)、Ｃ系析出物(リン化物系、Ｎｂ、Ｔｉを含む合金相)の３種類に分類した。また、このときに、析出物の組成分析をに行っている。ＦＥ－ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡：株式会社日本電子製）を用いて介在物を検出し、その部分をさらに、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）装置で点分析により、組成を測定した。ここで、析出物の面積率Ａは、Ａ系析出物の面積率Ａ１と、Ｂ系析出物の面積率Ａ２と、Ｃ系析出物の面積率Ａ３との合計を表している。
また、結晶方位および措定の結晶方位を有する結晶粒の面積率は、以下のように測定する。試料は、鋼板の幅中央部から長さおよび幅が、１０ｍｍＬ×１０ｍｍＷの板を切り出し、板厚が半分となるように圧延面から減厚した。その後、圧延面をコロイダルシリカ仕上とし、減厚面(圧延面)を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）と組み合わせて、電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ：Electron BackScatter Diffraction）法で測定した。つぎに、このようにして求めた各測定点の方位を、位置に応じて色分けして図示し、ＩＰＦ（Inverse Pole Figure）マップを得る。このときに、各方位との角度差が、許容角度（Tolerance Angle）を１５°以下の結晶粒が測定視野の面積に占める割合を面積率を、一つの結晶方位を有する結晶粒とし、この結晶粒が測定視野の面積に占める割合を面積率と測定した。
Figure 2023133122000003
次に、表４は、本発明のステンレス鋼の表面の耐孔食性と軟磁気特性を保磁力と磁束密度（Ｂ１）で評価している。
また、耐孔食性の評価方法について説明する。
試験材をせん断加工して、２０ｍｍ×１５ｍｍの寸法の耐食性試験片を作製した。試験片の一端に導線をスポット溶接して接続し、試験面１０ｍｍ×１０ｍｍ以外をシリコーン樹脂により被覆した。試験液として、３．５％のＮａＣｌ水溶液を使用し、３０℃でＡｒ脱気において試験を行った。上記のＮａＣｌ水溶液中に試験面を完全に浸し、１０分間の放置をした後、ポテンショスタットを用いた動電位法により、電位掃引速度２０ｍＶ／ｍｉｎで、自然電極電位からアノード電流密度が５００μＡ／ｃｍ２に達するまで電位を測定し、アノード分極曲線を得た。孔食電位は、アノード分極曲線において１００μＡ／ｃｍ２に対応する電位のうち、最も貴な値を孔食電位（Ｖ）とした。
なお、このときに、孔食電位が０．２０Ｖ未満では、十分な耐孔食性が得られないとして「×（不可）」と、孔食電位が０．２０Ｖ以上０．３０Ｖ未満では、１９Ｃｒ含有フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｊ１Ｌ）と同等の耐孔食性が得られているとして「〇（良）」と、孔食電位が０．３０Ｖ以上では、２１Ｃｒ含有フェライト系ステンレス鋼および１８－８オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４４３Ｊ１、ＳＵＳ３０４）と同等の耐孔食性が得られているとして「◎（優）」として耐孔食性を評価した。
次に、軟磁気特性の評価方法について説明する。
鋼板の幅中央部から外径φ４５ｍｍ×内径Φ３３ｍｍ×厚さ０．８mmの試験片を放電加工にて切り出した。その後、試験片に、一次巻き線を１００回、二次巻き線を１００回巻き付けた後に、Ｂ－Ｈトレーサーを用いたリング試験に供した。この時の、外部磁場は最大で１０００エルステッド（Ｏｅ）まで印加し、初磁化曲線から１０００エルステッド（Ｏｅ）時における磁束密度（Ｂ１）と、Ｂ－Ｈ曲線から保磁力（Ｈｃ）を測定した。
ここで、保磁力が、０．８５エルステッド（Ｏｅ）以下であれば高周波の磁化の変化に対応できることから実用に好ましく適用できると、０．８５エルステッド（Ｏｅ）超え１．０エルステッド（Ｏｅ）以下であれば磁化の変化に追従できることから実用に適用できると、１．０エルステッド（Ｏｅ）を超えると磁化の変化に対応が遅く軟磁気特性が低いとして実用に適用できないと評価した。
また、磁束密度（Ｂ１）が、２０００Ｇ以上であれば、低い外部磁場でも十分な磁束密度が得られることから実用上好ましいと、１８００Ｇ以上２０００Ｇ未満であれば、低い外部磁場でも磁束密度が得られることから実用に適していると、１８００Ｇ未満では高い外部磁場でも十分な磁束密度が得られないとして実用には適用できないと評価した。
Figure 2023133122000004
表３および表４に示す結果から、実施例１～１３のステンレス鋼は、（式１）の左辺の値、また、（式２）の中央の値、析出物の円相当径、面積率Ａ、および結晶方位に関する面積率Ｓ１、Ｓ２のいずれもが本発明の適正範囲を満たしている。
これにより、表４に示す結果から、実施例１～１３のステンレス鋼は、耐孔食性がすべて「〇」以上の良好であることが分かる。また、実施例１～１３のステンレス鋼は、軟磁気特性のうち磁束密度（Ｂ１）がいずれも１８００Ｇ以上であり、保磁力がいずれも１．０エルステッド（Ｏｅ）以下であることから、すべて実用に適用できることがわかる。
それに対し、比較例１は、製造条件の熱間圧延温度、巻取温度、冷却速度のいずれも低いことから、ステンレス鋼中の析出物の面積率Ａが大きく、かつ、結晶方位に関する面積率Ｓ１、Ｓ２とも高く、本発明の範囲外でことから、磁束密度（Ｂ１）が１８００Ｇ未満であり、保磁力が１．０エルステッド（Ｏｅ）を超えていて実用に適用できないことがわかる。
比較例２は、（式１）の左辺の値が１９．０以上であり、耐孔食性が「○」であった。一方、Ｃ、Ｏが上限を超えておりステンレス鋼中の析出物の面積率Ａが大きく、かつ、結晶方位に関する面積率Ｓ２が高く、本発明の範囲外であることから、磁束密度（Ｂ１）が１８００Ｇ未満であり、保磁力が１．０エルステッド（Ｏｅ）を超えていることで、実用に適用できないことがわかる。
比較例３は、（式１）の左辺の値が１９．０以上で、耐孔食性が「○」であった。一方、ステンレス鋼中のＳｉの含有量が０．９％と少ないことから、磁束密度（Ｂ１）が１８００Ｇ未満であり、保磁力が１．０エルステッド（Ｏｅ）を超えていることで、実用に適用できないことがわかる。
比較例４は、（式１）の左辺の値が１９．０以上で、耐孔食性が「○」であった。一方、ステンレス鋼中のＳｉの含有量が２．６％と大きく、析出物の面積率Ａと結晶方位に関する面積率Ｓ２とが高く本発明の範囲外であることから、磁束密度（Ｂ１）が１８００Ｇ未満であり、保磁力が１．０エルステッド（Ｏｅ）を超えていることで、実用に適用できないことがわかる。
比較例５は、磁束密度（Ｂ１）が１８００Ｇ以上であり、保磁力が１．０エルステッド（Ｏｅ）以下であるが、（式１）の値が低く、耐孔食性が「×」と劣っていることがわかる。
比較例６は、磁束密度（Ｂ１）が１８００Ｇ以上であり、保磁力が１．０エルステッド（Ｏｅ）以下であるが、（式１）の値が低く、耐孔食性が「×」と劣っていることがわかる。
比較例７は、（式１）の左辺の値が１９．０以上で、耐孔食性が「〇」であったが、（式２）の中央の値が発明の範囲外であり、析出物の円相当径が５．０μｍを超えており、磁束密度（Ｂ１）が１８００Ｇ未満であり、保磁力が１．０エルステッド（Ｏｅ）を超えていることで、実用に適用できないことがわかる。
これらの実施例１～１３および比較例１～７の結果から、本発明の目標とした耐孔食性および軟磁気特性を得るためには、本発明で規定する化学組成の範囲と、孔食性に関する（式１）の左辺の値、また、（式２)の中央の値、析出物の平均の円相当径、析出物の面積率Ａおよび結晶方位に関する面積率Ｓ１、面積率Ｓ２が本発明の範囲内にあることが重要であることがわかる。更に、微量元素であるＢ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｖ、Ｗ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｙ、ＲＥＭの添加や、本発明で規定する好ましい製造方法は、耐孔食性および軟磁気特性の向上に有効である。

Claims (3)

  1. 質量％で、
    Ｃ：０．０２０％以下、
    Ｓｉ：１．０％超２．５％以下、
    Ｍｎ：１．０％以下、
    Ｐ：０．０４０％以下、
    Ｓ：０．００３０％未満、
    Ｏ：０．００４０％未満、
    Ｃｒ：１５．５％以上２３．０％以下、
    Ｍｏ：０．５％以下、
    Ｎ：０．０２０％以下、
    Ａｌ：０．２０％以下、
    Ｎｂ：０．３０％以下、および、
    Ｔｉ：０．３０％以下を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる化学組成を有するフェライト系ステンレス鋼板であって、
    前記ステンレス鋼板中のＣｒ、Ｓｉ、Ｍｏ、ＮｂおよびＴｉの各含有量を、それぞれ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝、｛Ｍｏ｝、｛Ｎｂ｝および｛Ｔｉ｝で表すとき、
    ｛Ｃｒ｝、｛Ｓｉ｝および｛Ｍｏ｝が、下記（式１）の関係を満足するとともに、
    ｛Ｎｂ｝および｛Ｔｉ｝が、下記（式２）の関係を満足し、
    前記ステンレス鋼板中に存在する析出物は、平均サイズが円相当径にして５．０μｍ以下であり、かつ、前記ステンレス鋼板の母材に占める前記析出物の面積率Ａが下記（式３）の関係を満足する、耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
    （式１）：ＰＩ＝｛Ｃｒ｝＋２｛Ｓｉ｝＋３｛Ｍｏ｝≧１９．０
    （式２）：０．１０≦（｛Ｎｂ｝＋｛Ｔｉ｝）≦０．３０
    （式３）：Ａ≦２．０％
  2. 前記ステンレス鋼板の圧延面と平行な面で結晶方位を測定するとき、ＲＤ面方位が＜１１０＞である結晶粒およびＲＤ面方位が＜１１２＞である結晶粒の合計の面積率Ｓ１が８０％以下であり、かつ、ＲＤ面方位が＜１１１＞である結晶粒の面積率Ｓ２が１０％以下である、請求項１に記載の耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
  3. 前記化学組成が、質量％で、
    Ｂ：０．００５０％以下、
    Ｎｉ：１．０％以下、
    Ｃｕ：１．０％以下、
    Ｖ：０．５０％以下、
    Ｗ：０．５０％以下、
    Ｃａ：０．０１００％以下、
    Ｍｇ：０．０１０％以下、
    Ｚｒ：０．５０％以下、
    Ｃｏ：０．５０％以下、
    Ｇａ：０．１０％以下、
    Ｌａ：０．１０％以下、
    Ｙ：０．１０％以下、
    Ｈｆ：０．１０％以下、および、
    ＲＥＭ：０．１０％以下の群から選択される１種又は２種以上をさらに含有する、請求項１または２に記載の耐孔食性および軟磁気特性に優れたフェライト系ステンレス鋼板。
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